Reaktorista loppusijoitukseen

Voimalaitos

Polttoaine-elementti

Ydinreaktorin polttoaine, uraani, valmistetaan polttoainetehtaalla pieniksi keraamisiksi napeiksi. Napit ladotaan zirkoniummetalliputkiin polttoainesauvoiksi, jotka kootaan yhteen nipuiksi, jollaisina niitä on käytännöllistä nostaa ja siirtää.​
 
Joka vuosi osa polttoainenipuista poistetaan reaktorista ja vaihdetaan uusiin. Käytetty polttoaine on radioaktiivista ja tuottaa runsaasti lämpöä, mikä on otettava huomioon sen käsittelyssä ja varastoinnissa. Tuoreeseen polttoainenippuun voi tarttua käsin, mutta käytettyä nippua on käsiteltävä kauko-ohjatulla laitteella säteilysuojan takaa. Suojaksi riittää joko metrin betoniseinä tai muutama metri vettä.
Käytettyjä polttoainenippuja jäähdytetään ydinvoimalaitosyksikön reaktorihallin vesialtaissa muutaman vuoden ajan. Voimalaitoksissa on moninkertaiset turvallisuusjärjestelmät polttoaineen käsittelyä, säilytystä ja jäähdytystä varten.
 
 

Välivarastointi

Välivaraston vesiallasKun käytetty polttoaine on jäähtynyt tarpeeksi reaktorihallin vesialtaissa, polttoaineniput siirretään voimalaitosalueella sijaitsevan välivaraston vesialtaisiin. Altaiden vesi eristää käytetyn polttoaineen lähettämän säteilyn sekä jäähdyttää polttoainetta edelleen. Altaat ovat niin syvät, että varastoitavat polttoaineniput jäävät kokonaisuudessaan maanpinnan tason alapuolelle ja niiden päällä on noin kahdeksan metriä vettä.
Välivarastoinnissa on otettu huomioon mahdolliset häiriö- ja onnettomuustilanteet ja niiden vaikutukset. Varaston rakenteet on suunniteltu siten, että tulipalo tai mahdolliset laiteviat eivät vaaranna varaston toimintaa ja polttoaineen jäähdytystä. Käytetyn polttoaineen välivaraston turvallisuusjärjestelmät ovat moninkertaiset ja varmennettu aivan samoin kuin itse ydinvoimalaitosyksiköillä.
Käytettyä polttoainetta jäähdytetään välivarastossa useita vuosikymmeniä ennen kuin se voidaan loppusijoittaa.

Polttoaineen radioaktiivisuus ja lämmöntuotto vähenee vuodessa noin sadasosaan ja neljässäkymmenessä vuodessa alle tuhannesosaan alkuperäisestä.
 

Kapselointi

Usean kymmenen vuoden välivarastoinnin jälkeen käytetyt polttoaineniput suljetaan tiiviisiin suojakapseleihin. Suojakapselin materiaaleiksi on valittu puhdas kupari sekä valurauta. Kuparin tiedetään säilyttävän ominaisuutensa hyvin kallioperän hapettomissa olosuhteissa ja sen ansiosta kapseli säilyy tiiviinä. Vahva valurautainen sisäosa antaa kapselille vaadittavan lujuuden ja suojaa polttoainetta mekaaniselta rasitukselta ja paineelta.
Käytetty polttoaine pakataan kapseleihin Olkiluotoon rakennettavassa kapselointilaitoksessa. Polttoaineniput siirretään välivarastointialtaista kapselointilaitokseen törmäyksenkestävällä kuljetussäiliöllä, joka suojaa ympäristöä säteilyltä sekä estää polttoainenippujen vaurioitumisen siirron aikana. Loviisan välivarastosta polttoaine voidaan kuljettaa joko maateitse tai meritse Olkiluotoon. Kuljetuksissa periaatteena on, että kuljetussäiliö ei saa menettää säteilysuojeluominaisuuksiaan pahimmassakaan ajateltavissa olevassa onnettomuudessa. Kukin kuljetus varmistetaan erillisten lupa- ja turvajärjestelyjen avulla, joita valvoo Säteilyturvakeskus (STUK).

Kapselointilaitos on ydinlaitos, jonka turvallisuusperiaatteet ja -järjestelmät ovat samanlaiset kuin ydinvoimalaitoksilla.
 
 

Loppusijoitusvaihe

​Käytetyn polttoaineen loppusijoitustilat tullaan rakentamaan ehjiin kalliolohkoihin noin 420 metrin syvyyteen Olkiluodon kallioperään. Loppusijoituksessa on otettu huomioon mahdollisten maanjäristysten ja jääkauden vaikutukset.

Yli kahdenkymmenen tonnin painoiset kupari-valurautakapselit sijoitetaan loppusijoitustunneleihin porattuihin reikiin noin kahdeksan metrin etäisyydelle toisistaan. Suojakapseleiden ympärille asennetaan kovaksi puristettu bentoniittisavikerros varmistamaan, että kapseli säilyttää hyvät eristysominaisuutensa pitkiksi ajoiksi. Bentoniitti on savea, joka imee itseensä vettä ja paisuu samalla voimakkaasti. Paisunut savimassa tiivistää kapselin lähipiirin tehokkaasti ja ehkäisee kalliopohjaveden liikkumista kapselin pinnalla.

Loppusijoitustunneleita täytetään saviharkoilla sitä mukaa kun kapseleita loppusijoitetaan. Täyttösavi on myös paisuvaa ja tiivistäessään tunnelit se rajoittaa tehokkaasti pohjaveden liikkumista. Loppusijoitustoiminnan päätteeksi myös muut maanalaiset tilat ja niihin johtavat ajotunnelit ja kuilut täytetään ja suljetaan.

Noin yksi metri kapselia ympäröivää bentoniittia ja kalliota vaimentaa siitä loppusijoitushetkellä tulevan säteilyn, joten kapselien säteily ei yllä toiseen kapseliin, säteilyä ei havaita tunnelissa eikä siten myöskään maan pinnalla. 
 
Syvälle vakaaseen kallioon ja bentoniittisaveen eristetyt suojakapselit eivät säteile muutamaa metriä pidemmälle ympäristöönsä.
Käytetty uraanipolttoaine säteilee pitkään, mutta sen radioaktiivisuus laskee nopeasti. Mikäli kapseli ei olisi turvallisesti sijoitettuna kallion uumeniin, 500 vuoden kuluttua kapselin kanssa tunnin ajan lähikosketuksiin joutuvan ihmisen saama säteily olisi samaa luokkaa kuin neljästä keuhkoröntgenistä saatu annos. Lopulta jätteen vaarallisuus on samaa luokkaa kalliossa sijaitsevan luonnonuraaniesiintymän kanssa.

 

 

18.12.2015